【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂及其制备方法。
技术介绍
1、随着社会发展和居民生活质量的不断提升，公众对建筑材料的性能和品质提出了更高的要求，特别是针对混凝土的抗裂、防水和耐久性方面。混凝土开裂通常由以下几个因素引起：首先，在混凝土的水化和硬化过程中，温度和干燥引起的体积收缩和变形可能导致裂缝和渗水问题，这些问题会显著降低混凝土的耐久性；其次，混凝土内部分布的微小气孔在受到静水压力和毛细作用的影响下也容易引起渗水，长期的渗水问题会对混凝土、砂浆乃至整个建筑结构造成严重的损害。因此，防水性能对于确保工程质量至关重要，而解决混凝土的开裂和渗水问题也成为了混凝土研究领域中的一个关键问题。
2、在国内建筑行业，抗裂防水剂的常用类型包括高级脂肪酸类、三乙醇胺和氯化铁等。高级脂肪酸类化合物作为一种普遍使用的防水材料，能够有效减少混凝土毛细管中的水分吸收。然而，随着添加量的增加，混凝土的强度可能会受到影响，而且在长期湿润环境下，其防水效果也会逐渐减弱。三乙醇胺和氯化铁也是提高混凝土抗渗性的常用材料，但它们并未能长期有效解决混凝土开裂的问题。此外，由于氯离子的存在可能会导致钢筋锈蚀，三乙醇胺如果使用不当可能会对混凝土的后期硬化性能产生负面影响，其使用已经受到限制。可见，现有的抗裂防水剂在实际工程应用过程中常常会引发一些负面效应，无法达到预期的防水效果。
3、中国专利cn 113548829 b涉及一种混凝土智能自修复防水防腐密实剂，包括以下组分：纳米硅溶胶，钠盐，氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧
4、因此，亟需一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，使其具有较强的抗裂性、优异的防水性，且能有效抑制水化热。
技术实现思路
1、针对现有的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂及其制备方法。本专利技术的抗裂防水剂具有自愈合能力，能有效抑制水化热，降低混凝土水化放热速率，进而防止温度裂缝的产生，同时其能够有效提高混凝土结构的耐久性、和易性和防水性，具有较好的市场价值。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术一方面提供了一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，按重量份计，所述抗裂防水剂包含以下原料：改性纳米二氧化硅10-30份，改性麦芽糊精15-25份，偏硅酸钠5-10份，葡萄糖酸钠4-8份，改性3-巯基丙氨酸3-6份，硝酸钙3-5份，氢氧化钾2-4份，消泡剂1-2份，分散剂1-2份，水30-50份。
4、本申请的反应机理和作用如下：
5、1.在混凝土的水化过程中，水泥与水反应会产生大量的热量，尤其在大体积混凝土或高温季节施工时，这种温升会导致裂缝的产生。麦芽糊精可以降低水化放热速率，延长混凝土放热时间，从而降低水泥混凝土浇筑后的温峰，减少由于温度变化引起的裂缝，并提高混凝土结构整体的稳定性和耐久性。此外，麦芽糊精能改善混凝土的孔隙结构，提高混凝土的密实度，进而提升混凝土的抗渗性能，且麦芽糊精的低吸湿性降低了由水分引起的裂纹和损坏的风险。然而，麦芽糊精在环境温度较高(>35℃)时其水化热抑制效果会减弱。
6、本专利技术通过酯化反应引入戊二酸基团到麦芽糊精分子上，可以增加麦芽糊精的活性官能团，从而提高其反应活性和相容性，进一步申请人通过羧基和氨基反应接枝2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，提升麦芽糊精的耐热性，使其可在温度较高时有效发挥其水化热抑制效果。另一方面，磺酸基团能够在材料表面形成局域化的水合质子域，高质子浓度有助于短氢键的形成，进而促进质子在材料内部的快速传导，加速水分子的迁移，减少水分在材料内部的滞留，从而降低了由于水分蒸发或迁移不均引起的裂缝风险，而且，原料会随着水分子迁移至缝隙的各个角落，更好更快地自愈合微小的裂缝，提高混凝土的耐久性和防水抗裂性能。
7、此外，改性麦芽糊精还可以与改性纳米二氧化钛发生交联，使得纳米二氧化钛分散更均匀，更好地发挥其作用，也改善了抗裂防水剂的稳定性。
8、2.3-巯基丙氨酸可以减缓混凝土的收缩变形速率，有效防止混凝土表面的龟裂和开裂，提高混凝土的抗压强度和耐磨性，还可以改善混凝土的致密性和耐久性，有效提高混凝土的抗渗透性和防水性能，延长混凝土的使用寿命；此外，3-巯基丙氨酸的巯基可以与混凝土中的金属离子形成配位键，从而增强抗裂防水剂与混凝土基材的粘附力，有助于形成更加均匀和连续的防水层。然而，在水泥水化反应放热时，可能会导致3-巯基丙氨酸失去活性，甚至发生变性。
9、本专利技术中3-巯基丙氨酸的氨基攻击(r)-苄氧甲基环氧乙烷的环氧环，发生亲核加成反应，生成相应的改性化合物。经过环氧改性可增加3-巯基丙氨酸的活性基团，进而作为有效的络合剂可与碳酸钙发生反应，生成可溶性的钙盐络合物。在水泥水化的过程中，这些钙盐络合物会随着水分的迁移自然地渗透到混凝土的内部，随后与原料中的改性纳米二氧化硅和偏硅酸钠发生反应，形成不溶于水的硅酸钙结晶，进而能够填补混凝土中的微小空隙，从而有效地修复混凝土内部的裂缝，提高混凝土的整体密实度。通过这种方式，混凝土的强度得到增强，同时防水性能也得到显著提升。此外，(r)-苄氧甲基环氧乙烷的引入使得改性3-巯基丙氨酸具有苯环结构，改善了其耐热性的同时也使得疏水性进一步提升。
10、3.本专利技术改性后的纳米二氧化硅和偏硅酸钠可以更好地渗透到混凝土深处，与混凝土中的钙离子进行化学反应，生成硅酸钙结晶体，有助于填充和封闭混凝土中的微小孔隙，从而实现结构的致密化和孔隙的封闭，生成的结晶体既能够吸引水分又能排斥湿气，能够提供双重的防水效果；此外，其还能深入混凝土的微观孔隙中，有效清除内部的污垢和杂质，使其从表面排出，从而保持混凝土表面的清洁和完整性。
11、在一些实施方式中，所述改性纳米二氧化硅由不饱和硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
12、具体地，所述改性纳米二氧化硅的制备方法，包含如下步骤：
13、ⅰ.将不饱和硅烷偶联剂添加到装有混合溶剂的反应釜中，以转速3000-5000r/min搅拌30-40min，得到水解溶液；
14、ⅱ.取步骤ⅰ得到的水解溶液、纳米二氧化硅加入至反应釜中，加热至50-60℃，以转速3000-5000r/min搅拌3-4h，用无水乙醇洗涤3-4次，以转速7000-8000r/min离心6-8min，得到改性纳米二氧化硅。
15、优选地，所述纳米二氧化硅为疏水性纳米二氧化硅，比表面积为150-200m2/g。
16、在一些实施方式中，所述改性麦芽糊精的制备方法，包含如下步骤：
17、(1)将麦芽糊精、戊二酸、水加入至反应釜中，混合溶解，再加入催化剂，搅拌，干燥，得到混合物；
18、(2)将步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，按重量份计，所述抗裂防水剂包含以下原料：改性纳米二氧化硅10-30份，改性麦芽糊精15-25份，偏硅酸钠5-10份，葡萄糖酸钠4-8份，改性3-巯基丙氨酸3-6份，硝酸钙3-5份，氢氧化钾2-4份，消泡剂1-2份，分散剂1-2份，水30-50份。
2.根据权利要求1所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅由不饱和硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
3.根据权利要求1所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，所述改性麦芽糊精的制备方法，包含如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，步骤(1)中所述麦芽糊精和戊二酸的摩尔比为1：(2-6)。
5.根据权利要求3所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，步骤(4)中所述改性产物和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的摩尔比为1：(2-4)。
6.根据权利要求1所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，所述改性3-巯基丙氨酸的制备方法，包含
7.根据权利要求6所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，所述3-巯基丙氨酸和(R)-苄氧甲基环氧乙烷的摩尔比为(1.1-1.3)：1。
8.根据权利要求1所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸盐分散剂。
9.根据权利要求1所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
10.一种权利要求1-9任一项所述的抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，按重量份计，所述抗裂防水剂包含以下原料：改性纳米二氧化硅10-30份，改性麦芽糊精15-25份，偏硅酸钠5-10份，葡萄糖酸钠4-8份，改性3-巯基丙氨酸3-6份，硝酸钙3-5份，氢氧化钾2-4份，消泡剂1-2份，分散剂1-2份，水30-50份。
2.根据权利要求1所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅由不饱和硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅制得。
3.根据权利要求1所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，所述改性麦芽糊精的制备方法，包含如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种抑温型自愈合混凝土抗裂防水剂，其特征在于，步骤(1)中所述麦芽糊精和戊二酸的摩尔比为1：(2-6)。
5.根据权利要求3所述的一种抑...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小兰，徐玉，张琼，
申请(专利权)人：山东鹏鑫建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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